JPH0476217A - エンジン用給気装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、２サイクルエンジンあるいは４サイクルエン
ジンにおけるトルク特性を改善するためのエンジン用給
気装置に関するものである。

［従来の技術］ エンジンのトルク特性は、一般に第１θ図のとおり、横
軸をエンジン回転数Ｎ（ｒｐ■）、縦軸をトルクＴｑ（
Ｋｇ／ｃｒｎ’　）として表わした場合、実線で示すよ
うな特性曲線となり、例えば自動二輪車のような高速回
転型エンジンの場合では、特に、低速回転域でのトルク
性能が低い。

従来から、エンジンのトルク性能の改善対策として、タ
ーボチャージャ、スーパーチャージャ等の過給機を用い
て、全運転領域に亘り強制給気を行なわせる給気装置が
多用されており、この場合は、第１θ図の点線で示すよ
うなトルク特性曲線が得られる０例えば、先行技術とし
て特公昭５９−４５３４号公報がある。

［発明が解決しようとする課Ｂ］ ところが、上記過給機を用いた従来のエンジン用給気装
置の場合は、エンジンの全運転領域、つまり、全負荷領
域で強制給気を行なわせるために容量の大きい過給機を
必要とし、また、これを駆動するための大きな動力源と
してエンジンを利用せざるを得ないので、過給特性、つ
まり１強制給気特性がエンジン特性に依存するという制
約を受けるものであった。その結果、第１Ｏ図の特性曲
線からも明らかなように、高速回転領域におけるトルク
特性は増大するものの、低速回転領域でのトルク特性の
改善にはあまり効果がなく、高速回転型エンジンの低速
回転領域で十分なトルクを出せない場合がある。また、
大容量の過給機の使用により、ターボラグなどの給気遅
れを生じやすい。

本発明は上記の実情に鑑みてなされたもので、エンジン
特性に依存することなく、また、小容量のポンプを使用
しながら、低速回転領域でのトルク特性を向上させるこ
とができるエンジン用給気装置を提供することを目的と
するものである。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するために、本発明に係るエンジン用
給気装置は、エンジンのトルクのピーク点付近に対応す
るエンジン回転数よりも低速回転領域ニオイテノみ、エ
ンジンに対して強制給気を行なう強制給気用ポンプを設
けるとともに、このポンプによる強制給気流量を制御す
る流量制御手段を設けたものである。

［作用］ 本発明によれば、エンジンの低速回転領域においてのみ
強制給気用ポンプを作動させて強制給気を行なわせるこ
とにより、低速回転領域のトルクを増大し、また、上記
ポンプによる強制給気流量を制御することにより、トル
ク特性を例えばフラットになるように任意にコントロー
ルして、低速回転領域での性能の向上を実現することが
できる。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面にもとづいて説明する。

第１図は本発明の第１の実施例によるエンジン用給気装
置の概略構成図を示す、同図において、１は４サイクル
エンジンの燃焼室（図示せず）内への給気通路で、エア
クリーナ２との間に亘って形成されており、その下流端
には吸気バルブ３が設けられているとともに、中間部に
はスロットルバルブ４が介装されている。

上記給気通路ｌのスロットルバルブ４よりも上流側は、
強制給気用ポンプ５を介在させた強制給気系通路ＬＡと
自然給気系通路ＩＢとに分割され、これら再給気系通路
ＩＡおよび自然給気系通路ＩＢがスロットルバルブ４の
閉塞時に閉ループを形成する。上記ポンプ５はモータ６
に連動され、エンジンのトルクのピーク点（第２図の丁
ｑ　ｍａｘ）付近に対応するエンジン回転数Ｎｏよりも
低速回転領域ＬＮ（第２図）において、−ト記千−タ６
の回転速度を制御してポンプ５による強制給気流量を上
記スロットルバルブ４をやや開いた部分負荷時が最大流
量となるように制御する流量制御手段としてマイクロコ
ンピュータｌＯが設けられている。

７は燃料噴射弁で、運転負荷、すなわち、吸入空気ｉｔ
／回転数もしくはスロットル開度／回転数およびポンプ
５による強制給気流量とにより、マイクロコンピュータ
ｌＯを使用して燃料の噴射量を電子制御するように構成
されている。８はアイドリング用給気通路で、上記エア
ークリーナ２とスロットルバルブ４よりも下流の給気通
路ｌとの間に亘って、上記再給気系通路ＩＡ、ＩＢとは
別系統で設けられており、アイドリング時においてのみ
開となるオン・オフ式のコントロールバルブ９が介装さ
れている。

つぎに、上記構成の作動について説明する。

まず、アイドリング時には、スロットルバルブ４を閉じ
る一力、コントロールバルブ９をオンにしてアイドリン
グに必要な給気量をアイドリング用給気通路８を経て燃
焼室内に供給する。このとき、強制給気系通路ＩＡと自
然給気系通路ＩＢとはスロットルバルブ４の上流側で閉
ループを作っている。

次に、低速回転領域になったときは、スロットルバルブ
４を開いて、ポンプ５を介在させた強制給気系通路ＩＡ
を経て燃焼室内への強制給気に移行し、このとき、エン
ジンの運転条件に応じてマイクロコンピュータ１０を介
してモータ６の回転速度を制御してポンプ５による強制
給気流量を、上記スロットルバルブ４をやや開いた部分
負荷時が最大流量となるように制御し、低速回転領域の
トルク特性をほぼフラットにする。

すなわち、トルク特性はエンジンの１回転当りの給気量
（Ｑ／ｒｐ曹）として表わすことができるので、低速回
転領域のトルク特性をほぼフラットにするためには、第
２図の斜線挿入部分の流量をポンプ５による強制給気に
より確保するように、モータ６の回転速度を制御すれば
よい。

一方、燃料に関しては、上記のポンプ５による強制給気
流量と運転条件とに応じて、マイクロコンピュータ１０
を介して演算し、燃料噴射弁７を駆動して燃料噴射量を
電子制御する。

また、エンジンのトルクのピーク点（第２図のＴＱ厘ａ
ｘ　）よりも高速の回転領域に入ったときは、ポンプ５
の作動、つまりモータ６の駆動を停止して自然給気系通
路ＩＢを経ての自然給気に切替えることにより、トルク
特性を上述した低速回転領域のトルク特性とほぼ一定に
保つことができる。

ところで、上記の低速回転領域で強制給気流量を制御す
る方法としては、［Ｉ］ポンプ５の流量Ｑを実測し、エ
ンジンの運転領域に従って変化する負荷パラメータのう
ちスロットルバルブ４に取付けたポテンションメータに
より計測されるスロットルバルブ開度αおよびエンジン
回転数Ｎをもとにマイクロコンピュータ１０を介して制
御を実行する方法と、［１］ポンプ流量Ｑを実測しない
で、強制給気により変化する吸入空気量やマニホールド
圧Ｐｂでポンプ流量Ｑを推定してマイクロコンピュータ
１０を介して制御を実行する方法とがあり、以下、その
２つの方法による制御手順について説明する。

［Ｉ］ポンプ流量Ｑを実測する方法による制御手順 第３図に示すように、まず、α、Ｎをリードしくステッ
プ３１０）、こｔ７）ａ、Ｎより第５図（ａ）で示すテ
ーブルから強制給気量Ｑ！を求める（ステップ５ｌｌ）
、なお、第４図は、第５図（ａ）で示すテーブルのうち
、α＝α１におけるエンジンの１回転当りの給気特性を
示すものである。

つぎに、実ポンプ流量Ｑｏをリードしくステップ５１２
）、強制給気量Ｑｘに対応する燃料量Ｆを計算で求める
（ステップ５１３）とともに、自然給気量に対応する燃
料量Ｇｘをα、Ｎより第５図（ｂ）に示すテーブルから
求める。

そして、加速であるか否かを判断しくステップ５１４）
、加速時には、第５図（Ｃ）に示すテーブルから加速時
の強制給気量ＱｌｘをΔα、Ｎより求める（ステップＳ
　ｌ　５）とともに、その強制給気量Ｑｌｘに対応する
燃料量Ｆ１を計算で求める（ステップ３１６）、また、
減速であるか否かを判断しくステップ５１７）、減速時
には、第５図（ｄ）に示すテーブルから減速時の強制給
気量Ｑ２ｘをΔα、Ｎより求める（ステップ３１８）と
ともに、その強制給気量Ｑ２ｘに対応する燃料量Ｆ２を
計算で求める（ステップ５１９）。

以上の各ステップにおける強制給気量Ｑ！、Ｑ　ｌｘ、
　Ｑ　２ｘおよび実ポンプ流量Ｑｏから各時点の必要強
制給気量Ｑを。

Ｑ＝　ＣＱｘ　−Ｑｏ　）　＋ＱＩＸ−Ｑ２ｘとして求
め、その求めた必要強制給気量Ｑに応じてモータ６の回
転速度、つまりポンプ５による強制給気流量を制御する
（ステップ５２０）とともに、それに対応する燃料量Ｇ
ｆｏを、 Ｇｆａ＝Ｇｘ　＋　Ｆ＋　Ｆ１ｘ＋Ｆ２ｘとして求め、
燃料噴射弁７を電子制御する。

［■１ポンプ流量Ｑを実測しないで、マニホールド圧Ｐ
ｂによりポンプ流量Ｑを推定し制御する制御手順 この場合は、強制給気時のマニホールド圧Ｐｂを検出お
よび制御対象とする点で上記［Ｉ］の場合と異なるのみ
であって、ステップ処理（ｓ　ｉ　。

〜５２０）の内容は第６図で示すように、実質的に同一
であるため、その詳しい説明を省略する。

また、各テーブルも第７図（ａ）〜（ｄ）に示すように
、強制給気量Ｑｘ、Ｑｌｘ、Ｑ２！がマニホールド圧Ｐ
ｂ　、　　Ｐｂ１ｘ　、Ｐｂ２ｘに代わるのみで実体は
同一である。

第８図は本発明の第２の実施例によるエンジン用給気装
置の概略構成図を示し、この第２の実施例において、第
１図で示す第１の実施例と相違する点は５強制給気系通
路ｌＡと自然給気系通路ＩＢとをエアークリーナ２Ａ、
２Ｂも含めて完全に独立した別系統とし、それら各通路
ＬＡ、ＩＢの下流側にそれぞれ各別にスロットルバルブ
４Ａ、４Ｂを設けた点と、強制給気系通路ＩＡはスロッ
トルバルブ４Ａの上流側で閉ループをつくるように構成
するとともに、調圧弁１１を設けて蓄圧可能に構成した
点であり、その他の構成は第１図と同一のため、該当部
分に同一の符号を付して、それらの説明を省略する。

この第２の実施例の場合は、ポンプ５の吐出圧を一定に
したまま、スロットルバルブ４Ａの開度を調整すること
のみにより、強制給気流量を制御できることと、蓄圧式
であることから、制御の応答性をよくすることができる
。

また、第９図は本発明の第３の実施例によるエンジン用
給気装置の概略構成図を示し、この第３の実施例におい
て、上記第８図で示す第２の実施例と相違する点は、強
制給気系通路ＩＡにおけるスロットルバルブ４Ａに代え
て、ソレノイド式のオン・オフ弁１２を使用した点であ
り、その他の構成は第８図と同一のため、該当部分に同
一の符号を付して、それらの説明を省略する。

この第３の実施例の場合は、ポンプ５の吐出圧を一定に
したままで、上記オンΦオフ弁１２のデユーティ比を変
えることにより強制給気流量を制御することができ、ま
た蓄圧式であることから、応答性のよい流量制御が可能
である。

以上の第１−第３の各実施例において説明したように、
エンジンの低速回転領域において、強制給気流量を部分
負荷時が最大となるように制御することにより、この低
速回転領域でのトルク特性をほぼフラットにして、エン
ジンの出力性能を向上することができる。

しかも、低速回転領域では、時間当りの絶対流量が少な
いので、上記のようなトルク特性を得るにあたってのポ
ンプの負担は少なく、したがって、小容量のポンプを使
用して低速回転領域のトルク特性を改善することができ
る。

［発明の効果］ 以上のように、本発明によれば、エンジンの全運転領域
でなく、低速回転領域のみにおいてポンプを介して強制
給気をおこない、その強制給気流量を制御することによ
り、従来の過給機のように、強制給気特性がエンジン特
性に依存するといった制約をなくし、比較的小容量で小
型のポンプを使用してコスト的に安価に構成することが
できるものでありながら、低速回転領域のトルク特性を
向上することができ、とくに高速回転型エンジンの低速
域での性能の向上を実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るエンジン用給気装置の第１の実施
例を示す概略構成図、第２図はトルク特性をエンジンの
１回転当りの給気量として表わしたグラフ、第３図は強
制給気流量の制御手順の一例を示すフローチャート、第
４図はスロットル開度αがある条件下での給気特性を説
明するグラフ、第５図（ａ）〜（ｄ）は第４図による制
御時の各テーブルを示す図、第６図は強制給気流量の制
御手順の他の例を示すフローチャート、第７図（ａ）〜
（ｄ）は第６図に示す制御時の各テーブルを示す図、第
８図は本発明の第２の実施例を示す概略構成図、第９図
は本発明の第３の実施例を示す概略構成図、８１０図は
過給なしエンジンおよび従来の過給機付きエンジンのト
ルク特性を示すグラフである。 ＩＡ・・・強制給気系通路、ＩＢ・・・自然給気系通路
、２，２Ａ、２Ｂ・・・エアークリーナ、４゜４Ａ　、
４Ｂ・・・スロットルバルブ、５・・・ポンプ、６・・
・モータ、１０・・・マイクロコンピュータ。 第 図 第 図 第 図 （ａ） （Ｃ） （ｂ） （ｄ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）エンジンのトルクのピーク点付近に対応するエン
   ジン回転数よりも低速回転領域においてのみ、エンジン
   に対して強制給気を行なう強制給気用ポンプを設けると
   ともに、このポンプによる強制給気流量を制御する流量
   制御手段を設けたことを特徴とするエンジン用給気装置
   。